Keragaman Genetik 27 Aksesi Kedelai ( Glycine max  L. Merr.) Introduksi Subtropis berdasarkan Marka SSR

Puji Lestari; Rizki Eka Putri; Innaka Ageng Rineksane; Etty Handayani; Kristianto Nugroho; Rerenstradika Tizar Terryana

doi:10.22146/veg.58418

Keragaman Genetik 27 Aksesi Kedelai (Glycine max L. Merr.) Introduksi Subtropis berdasarkan Marka SSR

https://doi.org/10.22146/veg.58418

Puji Lestari^(1*), Rizki Eka Putri⁽²⁾, Innaka Ageng Rineksane⁽³⁾, Etty Handayani⁽⁴⁾, Kristianto Nugroho⁽⁵⁾, Rerenstradika Tizar Terryana⁽⁶⁾

(1) Balai Besar Penelitian Tanaman Padi,
(2) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(3) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(4) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(5) Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian
(6) Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian
(*) Corresponding Author

Abstract

Karakterisasi aksesi kedelai (Glycine max L. Merr.) dalam koleksi perlu dilakukan berdasarkan marka molekuler untuk mendukung karakter morfologi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman genetik aksesi kedelai yang diintroduksi dari daerah subtropis menggunakan marka simple sequence repeats (SSR) yang didukung melalui informasi karakter morfologi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebanyak 15 SSR berhasil dideteksi polimorfismenya pada 27 aksesi kedelai dari daerah subtropis dengan total 158 alel berukuran antara 100-368 bp dengan kisaran jumlah 4-18 alel per lokus. Rata-rata polymorphism information content (PIC) ditemukan sebesar 0,92 dengan nilai tertinggi 0,96 (SATT463, SATT249, SATT063) dan nilai terendah 0,87 (SATT038). Semua marka SSR memiliki nilai PIC >0,8 yang mengindikasikan sebagai marka sangat informatif, artinya mampu mendiferensiasi antar aksesi dan dapat diaplikasikan dalam mendeteksi keragaman genetik plasma nutfah kedelai lainnya. Keragaman genetik aksesi kedelai terebut sangat tinggi seperti yang direfleksikan oleh rata-rata indeks diversitas gen sebesar 0,93. Analisis klaster dengan marka SSR berhasil membagi 27 aksesi kedelai menjadi dua kelompok utama yang sebagian besar dalam kelompok I (26 aksesi) dan kelompok II khusus aksesi D76-8070. Karakterisasi molekuler dengan SSR tersebut mendukung keragaman yang tinggi karakter morfologi yang memisahkan total aksesi menjadi empat kuadran. Informasi keragaman genetik berdasarkan marka S yang didukung karakter morfologi tersebut dapat menjadi dasar awal seleksi tetua persilangan aksesi dari daerah subtropis untuk pengembangan varietas baru melalui pemuliaan kedelai di iklim tropis Indonesia.

Keywords

indeks keragaman genetik; kedelai; klaster; morfologi; PIC

Full Text:

Lestari.PDF

References

Afifah, E. N. 2012. Penggunaan penanda molekuler untuk mempercepat dan mempermudah perbaikan kualitas tanaman teh (Camellia sinensis L O. Kuntze). Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Anwar, D.P., D.S. Hanafiah dan E.S. Bayu. 2019. Parameter genetik generasi F4 persilangan kedelai Detam-2 dan Grobogan. Jurnal Agroekoteknologi FP USU. 7:149-155.

Bisen, A., D. Khare, P. Nair and N. Tripathi. 2014. SSR analysis of 38 genotypes of soybean (Glycine max L. Merr.) genetic diversity in India. Physiology and Molecular Biology of Plants. 21:109-115.

Chaerani, N. Hidayatun dan D.W. Utami. 2011. Keragaman genetik 50 aksesi plasma nutfah kedelai berdasarkan sepuluh penanda mikrosatelit. Jurnal AgroBiogen. 7(2):96-105.

Chauhan, D.K., J.A. Bhat, A.K. Thakur, S. Kumari, Z. Hussain and C.T. Satyawathi. 2015. Molecular characteri-zation and genetic diversity assessment in soybean (Glycine max L . Merr .) varieties using SSR markers. Indian Journal of Biotechnology. 14:504-510.

Cregan, P.B., T. Jarvik, A.L. Bush, R.C. Shoemaker, K.G. Lark, A.L. Kahler, N. Kaya, T.T. VanToai, D.G. Lohnes, J. Chung and J.E. Specht. 1999. An integrated genetic linkage map of the soybean. Crop Sci. 39:1464-1490.

Handayani, T. dan I.M. Hidayat. 2016. Keragaman genetik dan heritabilitas beberapa karakter utama pada kedelai sayur dan implikasinya untuk seleksi perbaikan produksi. Jurnal Hortikultura. 22(4):327-333.

Hildebrand, C.E., D.C. Torney and R.P. Wagner. 1992. Informativeness of polymorphic DNA markers. Los Alamos Science. 20:100-102.

Hisano, H., S. Sato, S. Isobe, S. Sasamoto, T. Wada, A. Matsuno, T. Fujishiro, M. Yamada, S. Nakayama, Y. Nakamura and S. Watanabe. 2007. Characterization of the soybean genome using EST-derived microsatellite markers. DNA Research. 14:271-281.

Iyai, D. A., D. Woran and I. Sumpe. 2008. Clustering and principal component analyses of constraints in smallholding pig keeping systems in Manokwari. Indonesia Animal Production. 12:199-206.

Kaur, G., A. Joshi and D. Jain. 2018. SSR-marker assisted evaluation of genetic diversity in mungbean (Vigna radiata L. Wilcezk) genotypes. Brazilian Archives of Biology and Technology. 61: 1-8

Kementerian Pertanian Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. 2016. Data produksi padi, jagung, kedelai 2015 naik dibandingkan tahun 2014. <http://tana manpangan.pertanian.go.id/berita/123>. Diakses pada 8 Februari 2020.

Kumawat, G., G. Singh, C. Gireesh, M. Shivakumar, M. Arya, D.K. Agarwal and S.M. Husain. 2014. Molecular characterization and genetic diversity analysis of soybean (Glycine max L. Merr.) germplasm accessions in India. Physiology and Molecular Biology of Plants. 21(1):101-107.

Lestari, P., S.K. Kim, Reflinur, Y.J. Kang, N. Dewi and S.H. Lee. 2014. Genetic diversity of mungbean (Vigna radiata L.) germplasm in Indonesia. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization. 12:91-94.

Lestari, P., A. Risliawati, D.W. Utami, N. Hidayatun, T.J. Santoso dan Chaerani. 2016. Pengembangan identitas spesifik berbasis marka SSR pada 29 varietas kedelai lokal Indonesia. Jurnal Biologi Indonesia. 12(2):219-230.

Lestari, P., K. Nugroho, R.T. Terryana, Sustiprijatno, Mastur, A.A. Cahyono and D. Saptadi. 2019. Assessment of genetic variability in introduced and Indonesian soybean genotypes using morphological and SNAP markers. Journal of Advanced Agricultural Technologies. 6(1):1-8.

Li, Y., R. Guan, Z. Liu, Y. Ma, L. Wang, L. Li, F. Lin, W. Luan, P. Chen, Z. Yan, Y. Guan, L. Zhu, X. Ning, M.J.M. Smulders, W. Li, R. Piao, Y. Cui, Z. Yu, M. Guan, R. Chang, A. Hou, A. Shi, B. Zhang, S. Zhu and L. Qiu. 2008. Genetic structure and diversity of cultivated soybean (Glycine max L. Merr.) landraces in China. Theoritical and Applied Genetics 117(6):857-871.

Liu, K. and S.V. Muse. 2005. PowerMarker : an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics. 21(9):2128-2129.

Liu, M., M. Zhang, W. Jiang, G. Sun and H. Zhao. 2011. Genetic diversity of Shaanxi soybean landraces based on agronomic traits and SSR markers. African Journal of Biotechnology. 10(24):4823-4837.

Mahbub, M.M., M.M. Rahman, M.S. Hossain, L. Nahr and B.J. Shirazy. 2016. Morpho-physiological variation in soybean (Glycine max (L.) Merrill). American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci. 16(2):234-238.

Matondo, N.K., K.N. Yao, M. Kyalo, R. Skilton, K.K. Nkongolo, D. Mumba, D.K. Tshilenge and A.K. Lubobo. 2017. Assessment of the genetic diversity and the relationship among common bean (Phaseolus vulgaris L.) accessions from DR-Congo germplasm using SSR molecular markers. International Journal of Current Research. 9(3):47814-47821.

Nei, M. and S. Kumar. 2000. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press, New York.

Ngalamu, T., S. Meseka and M. Ashraf. 2012. Performance of soybean (Glycine max L Merrill) genotypes under different planting dates in Sennar State of the Sudan. Journal of Applied Biosciences. 49: 3363-3370.

Nugroho, K., R.T. Terryana dan P. Lestari. 2017. Analisis keragaman genetik kedelai introduksi menggunakan marka mikrosatelit. Informatika Pertanian 36(2):121-132.

Nuraida, D. 2012. Pemuliaan tanaman cepat dan tepat melalui pendekatan marka. El-Hayah. 2(2):97-103.

Nuryati, L., B. Waryanto dan R. Widaningsih. 2016. Outlook of agricultural commodities sub sector of food crops : soybean. Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian, Kementerian Pertanian, Jakarta.

OMARFA. 2012. Soybeans: variety selection. <http://www.omafra-gov.on.calenglish/crops/pubB’11/2variety.html>. Diakses pada 25 Januari 2017.

Rohlf, F.J. 2000. NTSYSpc: Numerical taxonomy and multivariate analysis sistem. Version:2.1. Exeter Software, New York.

Sajib, A.M., M.M. Hossain, A.T.M.J. Mosnaz, H. Hossain, M.M. Islam, M.S. Ali and S.H. Prodhan. 2012. SSR marker-based molecular characterization and genetic diversity analysis of aromatic landraces of rice (Oryza sativa L.). J. BioSci. Biotech. 1(2):107-116.

Santoso, T.J., D.W. Utami dan E.M. Septiningsih. 2006. Analisis sidik jari DNA plasma nutfah kedelai menggunakan Markah SSR. Jurnal AgroBiogen. 2(1):1-7.

Showkat, M., and Tyagi, S. D. 2010. Correlation and path coefficient analysis of some quantitative traits in soybean (Glycine max L. Merrill). Res. J. Agric. Sci., 1(2), pp.102–106.

Siburian, D., Pangestiningsih dan L. Lubis. 2013. Pengaruh jenis insektisida terhadap hama polong Riptortus Linearis F. (Hemiptera:Alydidae) dan Etiella Zinckenella Triet (Lepidoptera: Pyralidae) pada tanaman kedelai (Glycine Max L.). Jurnal Online Agroekoteknologi 2:22.

Siise, A. and F.J. Massawe. 2013. Microsatellites based marker molecular analysis of Ghanaian bambara groundnut (Vigna subterranea L. Verdc.) landraces alongside morphological characterization. Genetic Resources and Crop Evolution. 60:777-787.

Somta, P., S. Chankaew, O. Rungnoi and P. Srinives. 2011. Genetic diversity of the Bambara groundnut (Vigna subterranea L. Verdc.) as assessed by SSR markers. Genome. 54(

Sudaryanto, T. dan D.K.S. Swastika. 2007. Kedelai. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor.

Sudibyo. 2011. Zonasi konservasi mangrove di kawasan pesisir pantai kabupaten Pati. Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta.

Suhartina, R.T. Hapsari dan Purwantoro. 2016. Keragaman plasma nutfah kedelai berdasarkan karakter morfo-agronomis. Bul. Plasma Nutfah. 22(2):109-118.

Sulistyo, A.F.C. Indriani, M.J. Mejaya, A.N. Sugiharto and Agronoff. 2019. Genetic diversity of Indonesian soybean (Glycine max L. Merrill) germplasm based on morphological and microsatellite markers. The 2nd International Conference on Natural Resources and Life Science. 293.

Tantasawat, P., J. Trongchuen, T. Prajongjai, S. Jenweerawat and W. Chaowiset. 2011. SSR analysis of soybean (Glycine max L. Merr.) genetic relationship and variety identification in Thailand. Australian Journal of Crop Science. 5(3): 283-290.

Taliercio, E., D. Eickholt, F. Rouf, F., and Charter, T. 2019. Changes in gene expression between a soybean F1 hybrid and its parents are associated with agronomically valuable traits. PLoS ONE, 12(5):e0177225.

Terryana, R.T., K. Nugroho, Reflinur, K. Mulya, N. Dewi dan P. Lestari. 2017. Keragaman genotipik dan fenotipik 48 aksesi kedelai introduksi asal Cina. Jurnal AgroBiogen 13(1):1-16.

Wang, L., X. Cheng, S. Wang, H. Liang, D. Zhao and N. Xi. 2009. Markers: genetic diversity of Adzuki bean germplasm resources revealed by SSR markers. Acta Agronomica Sinica. 35(10):1858-1865.

Wirnas, D., I. Widodo, Sobir, Trikoesoe-maningtyas and D. Sopandie. 2006. Pemilihan karakter agronomi untuk menyusun indeks seleksi pada 11 populasi kedelai generasi F6. Jurnal Agronomi Indonesia 34(1):19-24.

Yi, J.Y., G.A. Lee, J.R. Lee, M.C. Lee, M.J. Kang, H.J. Baek and C.K. Kim. 2011. Genetic diversity assessment and phylogenetic analysis of peanut (Arachis hypogaea L.) in RDA genebank collection using SSRs. Korean Journal of Plant Resources. 24(3):272-279.

Zhang, G., S. Xu, W. Mao, Q. Hu and Y. Gong. 2013. Determination of the genetic diversity of vegetable soybean [Glycine max L. Merr.] using EST-SSR markers. Journal of Zhejiang University. Science. B. 14(4):279-288.

Zhang, J., J. Yan, X. Shen, D. Chang, S. Bai, Y. Zhang and J. Zhang. 2017. How genetic variation is affected by geographic environments and ploidy level in Erianthus arundinaceus. PLoS ONE. 12(5):e0178451.

DOI: https://doi.org/10.22146/veg.58418